一、壓力容器概念

    壓力容器亦稱受壓容器，指內部盛裝工作介質(氣體或液體)且承受壓力的密閉容器，并同時具備下列三個條件：1.最高工作壓力 (Pw)≥0.1MPa(Pw不包括液體靜壓力);2.內直徑(非圓形截面指最大尺寸)≥0.15m，且容積≥0.025m3;3.介質為氣體、液化氣體和最高工作溫度高于等于標準沸點的液體，

壓力容器安全技術

    二、壓力容器分類

    1.按用途分類

    (1) 反應容器 主要用來完成介質的物理或化學反應的容器。如反應器、聚合釜、合成塔、變換爐等。

    (2) 換熱容器 主要用來完成介質熱量交換的容器。如熱交換器、蒸發器、消毒鍋等。

    (3) 分離容器 主要用來完成介質的流體壓力平衡、凈化、分離等的容器。如緩沖器、干燥器、過濾器、吸收塔等。

    (4) 貯運容器 主要用來盛裝生產和生活用的原料氣體、液體、液化氣體的容器。如貯罐、槽車等。

    2.按壓力分類

    壓力容器按其工作壓力的大小可分為低壓(0.1MPa≤P<1.6MPa)、中壓(1.6MPa≤P<10MPa)、高壓(10MPa≤P<100MPa)、超高壓(P≥100MPa)四類

    3.從安全監察角度分類

    一類容器、二類容器、三類容器

    三、壓力容器的斷裂形式及原因

    1.塑性斷裂 是壓力容器在內部壓力作用下，器壁上產生的應力達到材料的強度極限而發生的。在塑性斷裂前，器壁產生較大的塑性變形，若此時內部壓力繼續增高，容器的變形就會不斷增大，器壁的厚度將進一步減薄。當器壁上的應力達到材料的斷裂強度時，容器即發生破裂。塑性斷裂的容器一般不產生碎片，只是裂開一個破口。

    2.脆性斷裂 發生脆性斷裂的容器，破裂后經檢查并沒有發現有可見的變形現象，而且根據破裂時的壓力進行應力計算，器壁上的應力水平遠遠低于材料的強度極限，有的甚至還低于屈服極限。造成脆性斷裂的主要因素，一是容器存在缺陷;二是材料的韌性差。由于金屬材料的韌性隨著溫度的降低而下降，所以脆性斷裂一般都發生在溫度較低的情況下。脆性斷裂的過程是器壁裂紋迅速擴展的過程，預先沒有明顯的變形跡象，斷裂往往在一瞬間發生，且容器承受的壓力在正常的工作壓力范圍內，所以這是一種非常危險的破壞形式。

    3.疲勞斷裂 金屬構件在經過一定次數的反復交變應力作用下，會在遠低于材料強度極限的應力下發生破壞。這種破壞通常都要經過一定時間，所以稱之為疲勞破壞。壓力容器疲勞斷裂的特點是承受較高的交變應力，而應力交變的次數并不太多。這主要是由于容器的接管、開孔、轉角、焊縫附近、鋼材存有嚴重缺陷的區域等處都有程度不同的應力集中。如果容器頻繁地加載或卸載，就會在這些局部應力較高的部位產生裂紋，隨著應力的周期變化，裂紋不斷緩慢地擴展，最后導致容器的破裂。

    4.應力腐蝕斷裂 應力腐蝕斷裂是容器在腐蝕性介質和拉伸應力的共同作用下產生的一種破壞形式。發生應力腐蝕時，腐蝕和應力這兩個因素是相互促進的。一方面，腐蝕使金屬材料的有效承壓面積減小，表面形成缺口，產生應力集中;另一方面，應力加速腐蝕的進展，使表面缺口向深處擴展，最后導致斷裂。應力腐蝕破壞比其他的腐蝕形式 (如均勻腐蝕、點腐蝕)更具危險性，因為它不在構件表面預先留下宏觀的破壞痕跡，也不減小壁厚的尺寸，只是在容器內壁的縱深方向形成裂紋，所以往往在未被發現的情況下突然腐蝕損壞。

    四、壓力容器安全技術要求

    1.對容器本體的安全技術要求

    (1) 壓力容器的設計壓力不得低于最高工作壓力。裝有安全泄放裝置(如安全閥、爆破片)的壓力容器，其設計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力或爆破壓力。壓力容器的設計溫度不得低于元件金屬可能達到的最高金屬溫度。

    (2) 制造壓力容器的金屬材料，應是容器專用的碳素鋼或低合金鋼，以保證容器在使用條件下(如溫度、壓力、介質特性等)，具有規定的力學性能和耐腐蝕性能。

    (3) 壓力容器的殼體和封頭的厚度，應按現行的國家標準(GB150-89《鋼制壓力容器》)進行計算，并根據容器的使用壽命和介質的腐蝕速率留有足夠的腐蝕裕量。

    (4) 壓力容器的結構設計應符合下列原則：防止結構上的形狀突變;引起應力集中或削弱強度的結構應相互錯開;避免產生較大的焊接應力或附加應力的剛性結構;防止部件的熱脹冷縮受約束。

    (5) 焊縫的布置和焊接質量應符合《壓力容器安全技術監察規程》的規定。焊縫或熱影響區表面不允許有裂紋、氣孔、弧坑和肉眼可見的夾渣等缺陷，焊縫與母材應圓滑過渡。

    (6) 壓力容器制成后必須進行水壓試驗，必要時還進行氣密試驗，

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    2.對壓力容器安全附件的要求

    (1)壓力容器必須按規定裝設安全閥、爆破片、壓力表、液面計、溫度計及緊急切斷閥等安全附件。對安全附件要加強維護和定期校驗，經常保持齊全、靈敏、可靠。

    (2) 安全閥、爆破片的排放能力，必須大于或等于壓力容器的安全泄放量。安全閥的開啟壓力及爆破片的爆破壓力均不得大于容器的設計壓力。

    (3) 對易燃、有毒介質的壓力容器，應在安全閥或爆破片的排出口裝設導管，將排放介質引至安全地點。對盛裝有毒、易燃、腐蝕、黏性介質或貴重介質的壓力容器，為便于安全閥的清洗與更換，可在安全閥(爆破片)與容器之間裝設截止閥門。

    (4) 安全閥有下列情況之一時，應停止使用并更換：

    1) 安全閥的閥芯與閥座密封不嚴且無法修復;

    2) 安全閥的閥芯與閥座粘死或彈簧嚴重腐蝕、生銹;

    3) 安全閥選型錯誤。

    (5) 安全閥一般每年至少應校驗一次;在苛刻條件下使用的爆破片應每年更換，一般爆破片應在2～3年內更換。

    (6) 壓力表的選用必須與容器內的介質相適應，裝設位置應便于操作人員觀察和清洗。壓力表與容器之間應裝設三通旋塞或針形閥，并有開啟標志。盛裝蒸汽介質的容器，在壓力表與容器之間應裝有存水彎管;盛裝腐蝕性或高黏性介質的容器，在壓力表與容器之間應裝設能隔離介質的緩沖裝置。

    (7) 液面計應安裝在便于觀察的位置。液面計上最高和最低安全液位，應作出明顯的標志。當液面計的玻璃板(管)有裂紋、碎裂，或液面計指示模糊不清，或閥件固死時，應停止使用并更換。

    五、壓力容器安全運行與管理

    1.壓力容器的使用單位，在壓力容器投入使用前，應到安全監察機構辦理使用登記手續。

    2.壓力容器使用單位的安全管理工作主要包括：貫徹執行《壓力容器安全技術監察規程》和有關的壓力容器安全技術規范、規章;制定壓力容器的安全管理規章制度;檢查壓力容器的運行、維修和安全附件校驗情況;壓力容器的檢驗、修理、改造和報廢等技術審查;編制壓力容器的年度定期檢驗計劃;壓力容器技術資料的管理。

    3.壓力容器的操作人員應持證上崗。容器的使用單位應定期對操作人員進行培訓與安全教育。

    4.壓力容器的使用單位，應根據生產工藝要求和容器的技術性能，制定安全操作規程，其內容至少應包括：容器的操作工藝指標，如最高工作壓力、最高或最低工作溫度;容器的操作方法，如開、停車的操作程序和注意事項;容器運行中應重點檢查的項目和部位，運行中可能出現的異常現象和防止措施，以及緊急情況的處置和報告程序。

    5.壓力容器發生下列異�，F象之一時，操作人員應立即采取緊急措施，并及時向有關部門報告：

    ⑴ 壓力容器工作壓力、介質溫度或壁溫超過規定值，采取措施仍不能得到有效控制;

    ⑵ 安全附件失效; ⑶ 接管、緊固件損壞，難以保證安全運行;

    ⑷ 發生火災等直接威脅到壓力容器安全運行; ⑸ 過量充裝;

    ⑹ 壓力容器液位超過規定，采取措施仍不能得到有效控制;

    ⑺ 壓力容器與管道發生嚴重振動，危及安全運行。

    6.壓力容器內部有壓力時，不得進行任何修理。進入容器內部進行檢驗、修理前，必須做好清理、置換等準備工作。達不到要求時，嚴禁人員進入。

    7.壓力容器運行中，每年至少進行一次外部檢查;安全狀況等級為1、2級的容器，每六年至少進行一次內外部檢驗(在停機狀態下進行)，安全狀況等級為 3級的容器，每三年至少進行一次內外部檢驗;固定式壓力容器，每兩次內外部檢驗期間內，至少進行一次耐壓試驗。移動式壓力容器，每六年至少進行一次耐壓試驗。

    六、壓力容器安全操作方法

    1.精心操作，動作平穩;

    2.禁止超溫、超壓、超負荷;

    3.巡迴檢查，及時發現和消除缺陷;

    4.緊急停止運行。

    容器運行中出現嚴重威脅安全的緊急情況時，應立即停止運行。緊急停止運行操作要做到：及時開放泄壓裝置，泄放容器內氣體或其它物料，使容器壓力下降。停止向容器內進氣或投料。對連續性生產系統的容器，緊急停止運行時，必須和前后操作崗位取得聯系。隨時注意防止意外情況產生，緊急情況時應立即采取措施。